La gloutonnerie d’une étoile peut expliquer la formation des planètes

Malgré les nombreuses théories qui tentent d’expliquer comment la Terre a été créée, les scientifiques cherchent toujours à percer le mystère de la création des planètes. Une nouvelle étude indique que la gloutonnerie d’une étoile pourrait justement fournir des réponses sur la formation des planètes.

En 1936, la jeune étoile FU Orionis a soudainement commencé à avaler la matière environnante de son disque en ingurgitant voracement les gaz et la poussière. Cette gloutonnerie frénétique n’a duré que trois mois, un court laps de temps qui a été suffisant pour la rendre 100 fois plus lumineuse et qui a fait chauffer sa température à plus de 12 000 degrés Fahrenheit (7 000 degrés Kelvin). Cette étoile est toujours en train de dévorer du gaz, mais plus aussi rapidement.

Le cas de FU Orionis est le plus extrême à avoir été observé à ce jour. Ce phénomène pourrait fournir des éclaircissements sur les répercussions d’une telle manifestation sur l’étoile en elle-même, mais également sur la formation des planètes. « En observant FU Orionis, nous voyons les bébés d’un système solaire », explique Joel Green, un scientifique du Telescope Science Institute de Baltimore. « Notre propre soleil est peut-être passé par un éclaircissement similaire, ce qui aurait été une étape cruciale dans la formation de la Terre et des autres planètes de notre système solaire ».

Après le brusque éclat lumineux de FU Orionis en 1936, les astronomes ont constaté que sa luminosité a lentement commencé à diminuer. Joel Green et son équipe se sont alors intéressés à sa relation avec son disque. Est-ce que l’étoile se nourrit encore de lui ? Est-ce que sa composition change ? Quand est-ce que sa luminosité reviendra à son niveau pré-éruptif ?

Depuis sa poussée de luminosité en 1936, la luminosité de FU Orionis se fane lentement. Les chercheurs ont déterminé qu'elle a perdu environ 13 % de sa luminosité dans les infrarouges entre 2004 (à gauche) et 2016 (à droite).
Depuis sa poussée de luminosité en 1936, la luminosité de FU Orionis se fane lentement. Les chercheurs ont déterminé qu’elle a perdu environ 13 % de sa luminosité dans les infrarouges entre 2004 (à gauche) et 2016 (à droite).

Pour tenter de répondre à ces questions, les astronomes ont étudié les ondes infrarouges et la température de l’étoile. Ils ont utilisé l’instrument de FORCAST (Faint Object Camera infrarouge) du Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy (SOFIA) conjointement avec le télescope spatial Spitzer. « En combinant les données des deux télescopes recueillies sur un intervalle de 12 ans, nous avons été en mesure d’acquérir une perspective unique sur le comportement de l’étoile au fil du temps », explique Joel Green lors de la présentation de résultats de son étude lors de la réunion American Astronomical Society de cette semaine à San Diego.

Ces observations ont permis de découvrir que FU Orionis était toujours aussi vorace en mangeant l’équivalent de 18 Jupiter au cours des 80 dernières années. Ils ont aussi découvert que sa luminosité dans les infrarouges a baissé de 13 % durant les 12 dernières années. Les chercheurs ont déterminé que cette diminution est causée par l’accroissement des courtes longueurs d’onde infrarouge, mais pas des longues longueurs d’onde. Ils considèrent que cela indique que jusqu’à 13 % de la matière la plus chaude du disque a disparu, tandis que le matériau froid est resté intact. « Une diminution des gaz les plus chauds signifie que l’étoile est en train de manger la partie la plus interne du disque, mais que le reste du disque n’a fondamentalement pas changé au cours des 12 dernières années. Ce résultat est compatible avec les modèles informatiques, mais pour la première fois, nous sommes en mesure de confirmer la théorie avec les observations », explique M. Green.

À partir de ces résultats, les astronomes prédisent que FU Orionis sera à court de matériau chaud au cours des cent prochaines années, ce qui signifie que l’étoile sera de retour à l’état où elle se trouvait avant sa gloutonnerie de 1936. Par contre, les scientifiques ne savent pas encore ce qui a pu provoquer cette frénésie.

Un tel phénomène avec notre Soleil expliquerait bien des choses

Il est difficile d’affirmer que notre Soleil a eu la même gloutonnerie que FU Orionis. Si cela a vraiment été le cas, cela pourrait être une explication à certains mystères, comme l’abondance de certains matériaux sur Mars par rapport à la Terre. Un coup d’éclat 100 fois plus lumineux pourrait avoir modifié la composition chimique des matériaux proche de l’étoile, avec moins d’influence sur ceux qui sont beaucoup plus éloignés d’elle. Parce que Mars s’est formé plus loin du Soleil que la Terre, cela pourrait expliquer que des éléments n’ont pas été aussi chauffés sur la planète rouge par rapport à notre planète.

Il est bon de relever que 80 ans c’est une durée très courte dans la vie d’une étoile, même par rapport aux quelques centaines de milliers d’années de FU Orionis. Cette étoile demeure tout de même un bébé en bas âge. Cela n’a pas empêché l’observation de ce phénomène, avec tous les changements qu’il implique. « Il est étonnant que tout un disque protoplanétaire puisse changer en un si court délai, dans une vie humaine », souligne Luisa Rebull, coauteur de l’étude et chercheur au Centre de traitement et d’analyse Centre infrarouge (IPAC).

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